提供了一种在波浪能转换(WEC)系统中使用的浮力波浪能捕获设备，该设备包括：吸收器部分，该吸收器部分具有与吸收器部分的流体动力学特征相关联的物理特性；并且其中，所述吸收器部分的物理特性以及所述吸收器部分的流体动力学特征被布置成被调节。本发明专利技术旨在提供一种用于在WEC系统中使用的改进的能量捕获构件，该能量捕获构件不易于由于大的波浪力而损坏。坏。坏。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可调节的流体动力学特性的波浪能吸收器
[0001]本专利技术涉及一种具有波浪能吸收器的波浪能捕获(WEC)系统，该波浪能吸收器具有可调节的流体动力学特性。
技术介绍
[0002]世界正在向可再生能源过渡——这种过渡将需要开发所有形式的可再生能源，以向地球提供其所需的能量。一种潜在的可再生能源是波浪能——一种世界上所有大洋和海洋中可用的丰富且一致的能源。为此，需要提高波浪能捕获的效率和成本效益的手段。
[0003]然而，当前的波浪治理设备在其连续捕获波浪功率的能力方面受到限制，特别是在波动的海洋条件期间。波浪能利用设备的合适特性通常意味着这样的设备被优化用于在合适的海洋条件的特定窗口内利用波浪能。这种狭窄的有效性窗口通常意味着在所述窗口之外，例如在风暴的海洋条件下，除非被迫进入降低的操作状态，否则波浪能设备易于损坏和故障。
[0004]因此，期望提供一种波浪能利用设备，其不太容易受到风暴相关的损坏，同时使波浪能捕获最大化。
技术实现思路
[0005]本专利技术涉及一种位于水体中以便捕获波浪能的波浪能吸收器，该吸收器被布置成改变其物理特性，以便增加或减小由于波浪运动而作用在其上的流体动力。关于本专利技术，吸收器被理解为WEC系统的一部分，其响应于波浪而移动并将能量输入到WEC系统的功率转换部分。
[0006]特别地，本专利技术涉及一种波浪能吸收器，其布置成改变其物理特性，以便在小波浪条件下增加作用在其上的流体动力，并且在大波浪条件下(例如在风暴期间)减小作用在其上的流体动力。由此，吸收器优选地布置成在更宽范围的波浪条件器件保持功能。
[0007]典型的波浪能捕获吸收器可以设计成考虑到最佳海洋条件，在该最佳海洋条件期间实现最佳波浪能捕获。任何小于或大于所述最佳海况的海况都可能导致这种波浪能捕获吸收器功能降低，或者甚至对附接到其上的任何驱动组件系统造成损害或过度磨损。为此目的，在较大的海况期间，波浪能吸收器可以退回到保护驱动组件系统的功能较差或非功能位置。例如，这样的位置可以处于增加的深度，或者定向成使得吸收器的主面平行于波浪方向定位，从而提供减小的流体动力载荷。在平静的海洋中，以及在这些功能较差或非功能位置期间，波浪能捕获吸收器不能利用可用的波浪能。
[0008]本专利技术提供了一种波浪能吸收器，其被布置成动态地调节其与吸收器的流体动力学特征相关联的物理特性。因此，这种调节增加或降低了吸收器的流体动力学性质。可以进行这种调节，以便在小波浪期间最大化能量的捕获，同时还在大波浪期间减少吸收器上的负载，使得仍然可以进行能量捕获，而不会有损坏附接到其的任何驱动组件的风险。
[0009]因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于波浪能转换(WEC)系统的波浪能捕
获设备，该设备包括：吸收器部分，该吸收器部分具有与吸收器部分的流体动力学特征相关联的物理特性；并且其中，所述吸收器部分的物理特性以及所述吸收器部分的流体动力学特征被布置成能被调节。
[0010]在本专利技术的优选实施例中，该设备包括或通过附接构件固定到WEC系统的驱动组件。在优选实施例中，该设备还包括调节机构，该调节机构被布置成执行对吸收器部分的物理特性的所述调节，并且进而执行吸收器部分的流体动力学特征的调节。因此，在一些实施例中，本文中对物理特性的任何“调节”的任何引用将被理解为可由设备的调节机构执行。在本专利技术的上下文中，术语“进而”将被理解为是指作为物理特性的所述调节的直接结果的流体动力学特征的相应调节。术语“物理特性”将被理解为用于指“一个或多个”所述物理特性，每个所述物理特性与相应的流体动力学特征相关联，其中两个或更多个所述物理特性可以与共同的相应流体动力学特征相关联。
[0011]术语“流体动力学特征”将被本领域技术人员理解为充当吸收器部分的流体动力学的量度或决定因素的任何特性。WEC设计中感兴趣的典型流体动力学特征可以例如包括(但不限于)：例如起伏、浪涌、俯仰、摇摆和翻滚或其任何分量中的响应幅度算子(RAO)；附加质量；阻力(例如，阻力系数)；辐射力；衍射力。将理解其他合适的流体动力学特征。
[0012]术语“物理特性”将被本领域技术人员理解为与流体动力学特征有关系的吸收器部分的任何物理特性。在优选的实施方案中，物理特性是选自以下范围中的一种：大小；体积；形状；几何构造；孔隙率；透过性；表面积；质量；重量；浮力。将理解其他合适的物理特性。术语“孔隙率”和“透过性”将被理解为旨在传达通过吸收器部分的路径的可获得性，流体可以沿着该路径不受阻碍地行进。因此，孔隙率或透过性的增加可以造成设备抵抗或闭塞水流的总能力降低，并因此改变吸收器部分的流体动力学响应。因此，孔隙率或透过性的任何调节可能涉及通过吸收器部分的所述路径(或其一部分)的任何闭塞或可替代地不闭塞。这种路径可以采取任何形式，并且可以由吸收器部分中的孔产生。
[0013]在一些实施例中，调节(其可以通过调节机构)被布置成调节吸收器部分的至少一个尺寸。优选地，所述吸收器部分包括主轴线，所述主轴线可以可选地垂直于波浪方向定向，其中，所述至少一个尺寸是所述吸收器部分沿着所述主轴线的长度。在优选实施例中，调节可以布置成增加或减小吸收器部分的所述长度。例如，吸收器部分可以包括可扩张区段，该可扩张区段布置成通过调节而在一个或多个方向上扩张。在一些示例中，吸收器部分可以包括中心区段和周边区段，其中周边区段布置成容纳在中心区段的至少一部分内或围绕中心区段的至少一部分定位。在这样的实施例中，周边区段可以布置成由于调节(例如通过调节机构)而移动，使得周边区段从中心区段延伸。因此，调节优选地布置成通过周边区段延伸吸收器部分的长度，这进而为吸收器部分提供更大的表面积和/或体积以与波浪相互作用。更大的表面积/体积又增加了由吸收器部分产生的流体动力的大小，从而允许波浪能捕获设备捕获更多的波浪能。
[0014]在一些实施例中，吸收器部分可以包括具有位于其中的一个或多个孔的外壳或蒙皮，其中所述孔中的一个或多个可以包括布置成闭塞所述孔的对应的闭塞构件。所述孔中的两个或更多个可以共享共同的闭塞构件。在一些实施例中，调节被布置成使闭塞构件在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，闭塞构件基本上闭塞对应的孔，在第二位置，闭塞构件不闭塞对应的孔。在优选实施例中，所述孔提供从设备的一侧到设备的相对侧的
流体路径，使得当所述孔在第二位置不被闭塞构件阻挡时，流体可以从一个孔流到相对的孔。因此，当闭塞构件处于第二位置时，吸收器部分优选地包括更大的孔隙率和/或透过性，使得吸收器部分与波浪的流体动力学相互作用减小，从而允许设备捕获的波浪能减少。相反，在第一位置，吸收器部分的孔隙率优选地减小，从而增加吸收器部分与波浪的流体动力学相互作用，并且允许设备捕获更多的波浪能。
[0015]在一些实施例中，吸收器部分可以包括一个或多个可膨胀部分，其中调节被布置成使可膨胀部分膨胀和收缩。一个或多个可膨胀部分可以容纳在吸收器部分内，或者定位在吸收器部分的表面上。因此，可膨胀部分可以用于增加吸收器部分的不同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于波浪能转换(WEC)系统的波浪能捕获设备，所述设备包括：用于吸收波浪能的吸收器部分，所述吸收器部分具有与所述吸收器部分的流体动力学特征相关联的物理特性；并且其中，所述吸收器部分的物理特性以及所述吸收器部分的流体动力学特征被布置成能被调节。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流体动力学特征是从以下组中选择的一个或多个：与所述吸收器部分的起伏、浪涌、俯仰、摇摆、翻滚和/或其分量相关联的响应幅度算子；所述吸收器部分的阻力系数和/或其分量。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述物理特性是从以下范围中选择的一个：大小；体积；形状；几何构造；孔隙率；透过性；表面积；质量；重量；浮力。4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的设备，其中，经调节的物理性质是所述吸收器部分的至少一个主要尺寸。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述吸收器部分包括垂直于波浪方向定向的主轴线，其中，至少一个尺寸是所述吸收器部分沿着所述主轴线的长度。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述吸收器部分由蒙皮形成，所述蒙皮具有位于其上的一个或多个孔，所述孔中的一个或多个包括对应的闭塞构件，所述闭塞构件布置成闭塞所述孔。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述闭塞构件被布置成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述闭塞构件基本上闭塞对应的孔，在所述第二位置，所述闭塞构件不闭塞对应的孔。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述吸收器部分包括一个或多个可膨胀部分，其中，所述一个或多个可膨胀部分布置成膨胀和/或收缩，其中，所述可膨胀部分的所述膨胀和/或收缩改变所述吸收器部分的物理特性。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述可膨胀部分沿着所述吸收器部分的主轴线延伸。10.根据权利要求8或9所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：海洋能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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